インクジェット方式の画像形成装置を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、以後に説明する画像形成装置以外でも、プリンタ、スキャナ、被写機、プロッタ、ファクシミリ及びファックス等において、吐出器(吐出ヘッド、インクヘッド、記録ヘッド、インクジェットなど)から液滴(インクなど)を吐出して、記録媒体の表面に画像を形成(又は、印刷、印写、印字、記録など)するものであれば、いずれのものにも用いることができる。本発明の一実施形態に係る画像形成装置を用いて、下記に示す順序で本発明を説明する。
1.画像形成装置の構成
2.搬入手段の構成
3.前処理液塗布手段の構成
4.乾燥手段の構成
5.画像形成手段の構成
6.後処理液付与手段の構成
7.搬出手段の構成
8.制御手段の構成
9.実施例1(画像形成方法、後処理液の付与量を調整する例)
(1.画像形成装置の構成)
本発明の実施形態に係る画像形成装置100を、図1〜図5を用いて説明する。
なお、本実施形態では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の4色の吐出ヘッド(記録ヘッド、インクヘッド)を有する画像形成装置を説明するが、本発明を適用できる画像形成装置はこれらの吐出ヘッドを有するものに限定されない。すなわち、本発明を用いることができる画像形成装置は、グリーン(G)、レッド(R)、ライトシアン(LC)及び/又はその他の色に対応する吐出ヘッドを更に有するもの、又は、ブラック(K)のみの吐出ヘッドを有するものなどを含む。ここで、以後の説明において、添え字K、C、M及びYを付与された記号は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの夫々に対応するものとする。
また、本実施形態では、記録媒体として、ロール状に巻かれた連続紙(以下、「ロール紙Md」という。)を用いるが、本発明に係る画像形成装置が画像を形成することができる記録媒体は、ロール紙に限定されない。すなわち、本発明に係る画像形成装置が画像を形成することができる記録媒体は、カット紙でもよい。また、本発明に係る画像形成装置を用いて画像を形成することができる記録媒体には、普通紙、上質紙、薄紙、厚紙、記録紙及びロール紙、並びに、OHPシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及びその他表面にインク等で画像を形成することができるものを含む。ここで、ロール紙とは、切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連続紙(連帳紙、連続帳票)である。また、ロール紙におけるページ(頁)とは、例えば所定間隔のミシン目で挟まれる領域とする。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置100は、搬入手段10と、前処理液塗布手段20と、前処理液乾燥手段30、画像形成手段40、後処理液付与手段50、後処理液乾燥手段32、搬出手段60とを備えている。搬入手段10は、ロール紙Md(記録媒体)を搬入する。前処理手段(前処理液塗布手段)20は搬入されたロール紙Mdに前処理液を塗布する(前処理を実行する)。乾燥手段30のうち前処理液乾燥手段31は、前処理されたロール紙Mdを乾燥させる。画像形成手段40は、ロール紙Mdの表面に画像を形成する。後処理工程手段(後処理液付与手段)50は、画像が形成されたロール紙Mdの上に後処理液50Lを付与する(全体又は一部に吐出する、後処理を行う)。搬出手段60は後処理されたロール紙Mdを搬出する。更に、画像形成装置100は、画像形成装置100の動作を制御する制御手段70(図5参照)を有する。
本実施形態に係る画像形成装置100は、搬入手段10によってロール紙Mdを搬入し、前処理液塗布手段20及び乾燥手段30によってロール紙Mdの表面を前処理及び乾燥する。また、画像形成装置100は、画像形成手段40によって、前処理及び乾燥した後のロール紙Mdの表面に画像を形成する。更に、画像形成装置100は、本実施形態では、後処理液付与手段50によって、画像が形成されたロール紙Mdを後処理する。その後、画像形成装置100は、搬出手段60によって、ロール紙Mdを巻き取る(排出する、搬出する)。
以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の各構成を具体的に説明する。なお、本発明を用いることができる画像形成装置は、少なくとも記録媒体に形成される画像部と非画像部の光沢度に基づいて、後処理液付与手段50及び後処理乾燥手段32の動作を制御する。また、画像形成装置は、後述する前処理液塗布手段20等のいずれか一つ又は複数を含まない構成とすることができる。
(2.搬入手段の構成)
搬入手段10は、記録媒体を前処理液塗布手段20等に搬送する手段である。搬入手段10は、本実施形態では、給紙部11及び複数の搬送ローラ12等で構成される。搬入手段10は、搬送ローラ12等を用いて、給紙部11の給紙ロールに巻き付けて保持されたロール紙Mdを搬入(移動)し、後述する前処理液塗布手段20(プラテン)等に搬送する。
(3.前処理液塗布手段の構成)
前処理液塗布手段20は、画像が形成される前の記録媒体を処理する手段である。前処理液塗布手段20は、本実施形態では、搬入手段10によって搬入されたロール紙Mdの表面を、前処理液で前処理する。
ここで、前処理とは、ロール紙Md(記録媒体)表面に、インクを凝集させる機能を有する前処理液(後述)を均一に塗布する処理である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置100の前処理液塗布手段20は、画像データに基づいて、塗布する前処理液の量を制御することができる。これにより、画像形成装置100は、インクジェット方式の専用紙以外の記録媒体に画像を形成する場合において、前処理液塗布手段20を用いて、記録媒体に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を記録媒体表面に塗布することができる。このため、画像形成装置100は、形成される画像の滲み、濃度、色調及び裏写りなどの品質問題、並びに、耐水性、耐候性及びその他画像堅牢性に関する問題が発生することを低減することができる。すなわち、画像形成装置100は、前処理液塗布手段20を用いて、記録媒体に画像を形成する前にインクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布することによって、その後形成される画像の品質を向上することができる。
なお、画像形成装置100は、前処理液塗布手段20を用いて、インクジェット方式の専用紙(記録媒体)に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布してもよい。
本発明の実施形態に係る画像形成装置100の前処理液塗布手段20は、前処理方法として、例えばブレードコート法、グラビアコート法、グラビアオフセットコート法、バーコート法、ロールコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、Uコンマコート法、AKKUコート法、スムージングコート法、マイクログラビアコート法、リバースロールコート法、4本乃至5本ロールコート法、ディップコート法、カーテンコート法、スライドコート法、ダイコート法などを用いることができる。
また、本実施形態に係る前処理液塗布手段20は、前処理液として、例えば水溶性脂肪族系有機酸を含有した処理液を用いることができる。ここで、水溶性脂肪族系有機酸を含有した処理液とは、水分散性着色剤を凝集させる性質を有する処理液である。また、凝集するとは、水分散性着色剤粒子同士が吸着集合することである。
更に、本実施形態に係る前処理液塗布手段20は、前処理液に水溶性脂肪族系有機酸等のイオン性物質を加えることによって、水分散性着色剤の表面にイオンを吸着させることができる。これにより、前処理液塗布手段20は、水分散性着色剤の表面電荷を中和することができる。また、前処理液塗布手段20は、分子間力による凝集作用を増強し、水分散性着色剤を更に凝集させることができる。
ロールコート法を用いた前処理液塗布手段20の一例を、図2を用いて説明する。図2に示すように、前処理液塗布手段20は、本実施形態では、搬入手段10(図1)によって前処理液塗布手段20内に搬入(搬送)されたロール紙Mdの表面に、貯留している前処理液20Lを塗布する。
具体的には、前処理液塗布手段20は、先ず、攪拌(供給)ローラ21及び薄膜化(移送)ローラ22によって、前処理液20Lを塗布ローラ23の表面に薄膜状に転写(転移)する。次に、前処理液塗布手段20は、塗布ローラ23を回転するプラテンローラ24に押し付け、塗布ローラ23を回転する。このとき、前処理液塗布手段20は、塗布ローラ23とプラテンローラ24との間隙にロール紙Mdを搬送することで、ロール紙Mdの表面に前処理液20Lを塗布することができる。
また、前処理液塗布手段20は、圧力調整装置25を用いて、前処理液を塗布するときのニップ圧(塗布ローラ23とプラテンローラ24とが接触する位置に作用する圧力)を制御する。これにより、前処理液塗布手段20は、圧力調整装置25を用いてニップ圧を変えることで、前処理液20Lの塗布量(膜厚、液量、付着量、乾燥付着量など)を制御(変化)することができる。
更に、前処理液塗布手段20は、塗布ローラ23及びプラテンローラ24の回転速度を制御する。これにより、前処理液塗布手段20は、塗布ローラ23等の回転速度を変えることで、前処理液20Lの塗布量を制御(変化)することができる。なお、前処理液塗布手段20は、例えば塗布ローラ23及びプラテンローラ24を駆動する図示しない動力源(駆動モーターなど)の動作を制御することによって、塗布ローラ23等の回転速度を制御してもよい。
以上により、本実施形態に係る前処理液塗布手段20は、噴射ヘッドを用いて前処理液を記録媒体に塗布する場合と比較して、塗布ローラ23等を用いて、ロール紙Md(記録媒体)の表面に均一に前処理液20Lを塗布することができる。すなわち、本実施形態に係る前処理液塗布手段20は、比較的粘度の高い前処理液20Lの場合でも、前処理液20Lをロール紙Md上に均一に薄く塗布することができる。また、本実施形態に係る前処理液塗布手段20によれば、前処理液20Lをロール紙Md上に均一に薄く塗布することができるので、その後に形成される画像の滲み等を低減することができる。更に、本実施形態に係る前処理液塗布手段20によれば、前処理液20Lをロール紙Md上に均一に薄く塗布することができ、その後に形成される画像の滲みなどを低減することができるので、画像品質を向上させることができる。
また、本実施形態の前処理液塗布手段20は、塗布ローラ23等を用いて塗布する前処理液の塗布量(膜厚、液量、付着量、乾燥付着量など)を制御することができる。そのため、その後の画像形成及び後処理に適した塗布量で、ロール紙Md(記録媒体)の表面に前処理液20Lを塗布することができる。
更に、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の前処理液塗布手段20によれば、塗布ローラ23等を用いて塗布する前処理液の塗布量を制御することができるので、記録媒体の種類に基づいて、前処理液の塗布量を制御することができる。すなわち、本実施形態に係る前処理液塗布手段20によれば、前処理液の塗布量を制御することができるので、形成される画像の品質を向上させることができる。
(4.乾燥手段の構成)
乾燥手段30は、記録媒体を加熱等により乾燥する手段である。乾燥手段30は、図1に示すように、本実施形態では、前処理液塗布手段20によって前処理されたロール紙Mdを乾燥させる前処理液乾燥手段31と、後処理液付与手段50によって後処理されたロール紙Mdを乾燥させる後処理液乾燥手段32と、を有する。前処理液乾燥手段についての構成は後処理液乾燥手段とともに、後述する。
(5.画像形成手段の構成)
画像形成手段40は、記録媒体に画像を形成する手段である。画像形成手段40は、本実施形態では、乾燥手段30によって乾燥されたロール紙Md上に液滴(以下、「インク」という。)を吐出することによって、ロール紙Mdの表面に画像を形成する。
画像形成手段40の外形形状の一例を、図4を用いて説明する。ここで、図4(a)は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の画像形成手段40の全体の構成の一例を示す概略平面図である。図4(b)は、画像形成手段40の要部(ブラック(K)の吐出ヘッド40K)の一例を示す概略平面図である。
図4(a)に示すように、画像形成手段40は、本実施形態では、フルライン型のヘッドを用いることができる。すなわち、画像形成手段40は、記録媒体の搬送方向Xmの上流側からブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)に対応する4つの吐出ヘッド40K、40C、40M及び40Yを配置している。
ここで、ブラック(K)の吐出ヘッド40Kは、本実施形態では、ロール紙Mdの搬送方向Xmと直行する方向に4つのヘッドユニット40K−1、40K−2、40K−3及び40K−4を千鳥状に配置している。これにより、画像形成手段40は、ロール紙Md(記録媒体)の画像形成領域(印刷領域)の幅方向(搬送方向と直行する方向)の全域に画像を形成することができる。なお、他の吐出ヘッド40C、40M及び40Yの構成は、ブラック(K)の吐出ヘッド40Kの構成と同様のため、説明を省略する。
画像形成手段40のブラック(K)の吐出ヘッド40Kのヘッドユニット40K−1の拡大平面図を図4(b)に示す。
図4(b)に示すように、ヘッドユニット40K−1は、本実施形態では、ノズル面(後述する図5(a)のノズル板43の外形表面)に、複数の吐出口(ノズル、印字ノズル)40Nを備える。ここで、複数の吐出口40Nは、ヘッドユニット40K−1の長手方向に1列に配置され、ノズル列を構成している。なお、ヘッドユニット40K−1は、複数のノズル列を備えてもよい。
画像形成手段40の吐出ヘッドの断面形状を、図5を用いて説明する。ここで、図5(a)は、画像形成手段40の流路(液室40Fの長手方向の断面)の一例を示す概略断面図である。図5(b)は、画像形成手段40の吐出口40Nの配置(液室40Fの短手方向(吐出口の並び方向)の断面(図5(a)のSC1))を示す断面図である。
図5(a)に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成手段40の吐出ヘッド(40K等)は、本実施形態では、吐出するインクの通路を形成する流路板41と、流路板41の下面(吐出ヘッドの内部方向)に接合された振動板42と、流路板41の上面(吐出ヘッドの外側方向)に接合されたノズル板43と、振動板42の周縁部を保持するフレーム部材44とを備える。また、吐出ヘッドは、振動板42を変形させるための圧力発生手段(アクチュエータ手段)45を有する。
本実施形態に係る吐出ヘッド(40K等)は、流路板41と、振動板42と、ノズル板43とを積層することによって、吐出口(ノズル)40Nに連通する流路であるノズル連通路40R及び液室40Fを形成することができる。また、吐出ヘッドは、フレーム部材44を更に積層することによって、液室40Fにインクを供給するためのインク流入口40S及びインクを液室40Fに供給する共通液室40Cなどを形成することができる。
更に、吐出ヘッドは、圧力発生手段45を用いて、振動板42を変形(撓み変形)することができる。これにより、吐出ヘッドは、液室40Fの容積(体積)を変化させ、液室40F内のインクに作用する圧力を変化させることができる。この結果、吐出ヘッドは、吐出口40Nから、インクを吐出することができる。
流路板41は、結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板を用いることができる。これにより、流路板41は、水酸化カリウム水溶液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路40R及び液室40Fとなる凹部及び穴部を形成されることができる。なお、流路板41に用いることができる材料は、単結晶シリコン基板に限られるものではない。すなわち、流路板41は、ステンレス基板、感光性樹脂及びその他材料を用いることができる。
振動板42は、ニッケルの金属プレートを用いることができる。これにより、振動板42は、ニッケル電鋳(例えばエレクトロフォーミング法、電鋳法)で加工されることができる。なお、振動板42は、ニッケルの金属プレート以外の金属板、又は、金属と樹脂板との接合部材などを用いてもよい。
ノズル板43は、単結晶シリコン基板を用いることができる。これにより、ノズル板43は、流路板41と同様に、異方性エッチングで加工されることができる。なお、ノズル板43は、金属部材からなる外形表面に、所要の層を介して、撥水層を形成されてもよい。
また、ノズル板43は、本実施形態では、液滴(インク滴)を吐出する複数のノズル40Nを有する。具体的には、ノズル板43には、各液室40Fに対応する直径10〜30μmのノズル40Nが夫々形成されている。
フレーム部材44は、熱硬化性樹脂(例えばエポキシ系樹脂)又はポリフェニレンサルファイト(PPS)などを用いることができる。これにより、フレーム部材44は、射出成形で加工されることができる。
また、本実施形態では、フレーム部材44には、圧力発生手段45を収納する収容部、共通液室40Cとなる凹部、及び共通液室40Cに吐出ヘッド外部からインクを供給するインク供給口40INが形成されている。
圧力発生手段45は、電気機械変換素子を用いることができる。圧力発生手段45は、本実施形態では、電気機械変換素子である圧電素子45Pと、圧電素子45Pを接合固定するベース基板45Bと、隣り合う圧電素子45Pの間隙に配置された支柱部とを備えている。また、圧力発生手段45は、圧電素子45Pを図示しない駆動回路(駆動IC)に接続するためのFPCケーブル45C等を備えている。
ここで、圧電素子45Pは、図5(b)に示すように、圧電材料45Ppと内部電極45Peとを交互に積層した積層型圧電素子(PZT)を用いることができる。
内部電極45Peは、複数の個別電極45Peiと複数の共通電極45Pecとを有する。内部電極45Peは、本実施形態では、圧電素子45Ppの端面に交互に個別電極45Pei又は共通電極45Pecを接続している。
また、圧電素子45Pは、実施形態では、圧電素子45Ppの圧電方向として、d33方向を用いる。これにより、圧力発生手段45は、圧電素子45Pの圧電効果(d33方向の変位)を用いて、液室40F内のインクを加圧又は減圧することができる。なお、圧力発生手段45は、圧電素子45Pのd31方向の変位を用いて、液室40F内のインクを加圧又は減圧してもよい。また、圧力発生手段45は、1つの吐出口40Nに対して1列の圧電素子を配置してもよい。
なお、支柱部は、圧電素子部材(圧電素子45P)を分割することで、圧電素子45Pと同時に形成してもよい。すなわち、吐出ヘッドは、圧電素子に電圧を印加しないことによって、圧電素子部材を支柱部として用いることができる。
以下に、吐出ヘッドがノズル40Nからインクを吐出する動作(引き−押し打ち動作)を具体的に説明する。
吐出ヘッドは、本実施形態では、先ず、圧電素子45P(圧力発生手段45)に印加している電圧を基準電位から下げ、圧電素子45Pをその積層方向に縮小させる。また、吐出ヘッドは、圧電素子45Pの縮小によって、振動板42を撓み変形させる。このとき、吐出ヘッドは、振動板42の撓み変形によって、液室40Fの容積(体積)を拡大(膨張)させる。これにより、吐出ヘッドは、共通液室40Cから液室40F内にインクを流入させることができる。
次に、吐出ヘッドは、圧電素子45Pに印加している電圧を上げ、圧電素子45Pを積層方向に伸長させる。また、吐出ヘッドは、圧電素子45Pの伸長によって、振動板42をノズル40N方向に変形させる。このとき、吐出ヘッドは、振動板42の変形によって、液室40Fの容積(体積)を縮小(収縮)させる。これにより、吐出ヘッドは、液室40F内のインクに圧力を付加することができる。また、吐出ヘッドは、インクを加圧することによって、吐出口40Nからインクを吐出(噴射)することができる。
その後、吐出ヘッドは、圧電素子45Pに印加している電圧を基準電位に戻し、振動板42を初期位置に戻す(復元する)。このとき、吐出ヘッドは、液室40Fの膨張によって液室40F内を減圧し、共通液室40C内から液室40F内にインクを充填(補充)する。次いで、吐出ヘッドは、ノズル40Nのメニスカス面の振動が減衰(安定)した後、次のインクの吐出のための動作に移行し、上記の動作を繰り返す。
なお、本発明を用いることができる吐出ヘッドの駆動方法は、上記の例(引き−押し打ち)に限定されるものではない。すなわち、吐出ヘッドの駆動方法は、圧電素子45Pに印加する電圧(駆動波形)を制御することによって、引き打ち又は押し打ち等を行うことができる。
以上により、本実施形態の画像形成装置100は、画像形成手段40(4つの吐出ヘッド40K、40C、40M及び40Y)を用いて、1回の記録媒体(ロール紙Md)の搬送動作で、画像形成領域の全域に、白黒又はフルカラーの画像を形成することができる。
なお、本発明を用いることができる圧力発生手段45は、上記の例(圧電素子45P)に限定されるものではない。すなわち、圧力発生手段45は、発熱抵抗体を用いて液室40F内のインクを加熱して気泡を発生させる方法(いわゆるサーマル型)のもの(例えば特開昭61−59911号公報参照)を用いてもよい。また、圧力発生手段45は、液室40Fの壁面に振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させた静電力によって振動板を変形させる方法(いわゆる静電型)のもの(例えば特開平6−71882号公報参照)を用いてもよい。
(6.後処理液付与手段の構成)
後処理液付与手段50は、画像が形成された後の記録媒体を処理する手段である。後処理液付与手段50は、本実施形態では、画像形成手段40によって画像が形成されたロール紙Mdの表面を、後処理液50Lを任意範囲で付与する後処理を実行する。図4(a)に示すように、後処理液付与手段50は、本実施形態では、画像形成手段40に対して、記録媒体の搬送方向Xmの下流側に配置されている。また、後処理液付与手段50は、画像形成手段40と同様に、ロール紙Mdの搬送方向Xmと直行する方向に吐出ヘッド50H(吐出器)を千鳥状に配置している。更に、後処理液付与手段50は、吐出ヘッド50Hに入力する駆動波形を制御することによって、後処理液50Lの吐出量を制御する。これにより、後処理液付与手段50は、吐出ヘッド50Hを用いて、ロール紙Md(記録媒体)の画像形成領域(印刷領域)の幅方向(搬送方向と直行する方向)の全域に後処理液50Lを吐出することができる。なお、吐出ヘッド50Hの構成は、画像形成手段40の構成(図4及び図5)と同様のため、説明を省略する。
ここで、後処理とは、ロール紙Md(記録媒体)上に後処理液を吐出(堆積)する処理である。後処理液は、斑点形状や縞形状等の形状で形成される。これにより、画像が形成された記録媒体は、耐擦過性及び光沢度、並びに、保存安定性(耐水性、耐光性、耐ガス性など)等を向上させることができる。例えば、後処理液付与手段50が後処理を開始する前に、ロール紙Mdには、その表面に前処理液20Lが塗布され、画像を形成するインク40Inkが更に付与されている。本発明の実施形態に係る画像形成装置100の後処理液付与手段50は、後処理として、画像が形成されたロール紙Md上に、後処理液50Lを吐出(堆積)する処理を実施する。なお、図6のよう記録媒体Md上に画像が形成され、後処理液が付与された後の記録媒体Mdを、本発明に係る画像形成方法により生産した(印刷した)印刷物と呼ぶ。
更に、本発明の実施形態に係る後処理液付与手段50は、記録媒体の前処理液が塗布された表面面積よりも小さい面積に、後処理液を吐出することができる。また、後処理手段50は、少なくとも記録媒体の画像が形成された部分において、画像が形成された表面面積よりも小さい面積に、後処理液を吐出することができる。
ここで、図6(a)及び図6(b)の例の記録媒体Md上では、少なくとも前処理液20Lが塗布された領域よりも少ない面積に後処理液50Lが吐出(堆積)されている。図6(b)の断面図では、インク40Inkが記録媒体Mdの全面に吐出されており、その面積よりも小さい面積に後処理液50Lが吐出(堆積)されている。
ここで、本発明における画像形成物例の上面図(図6(a))と断面図(図6(b))を示す。なお、図6では、後処理液50Lは、斑点形状に形成されているように見えるが、断面と直交する方向の縞形状であっても良い。
図6(a)及び図6(b)の例では、後処理液50Lは、少なくとも記録媒体の画像が形成された部分において、画像が形成された表面面積よりも小さい面積に吐出(堆積)されている。また、後処理液50Lは、画像が形成されていない部分においては、吐出(堆積)がされていても、吐出(堆積)がされていなくても良い。なお、後処理液50Lが堆積(付与)される部分についての詳細制御は図13を用いて後述する。
ここで、図6の形状に形成された記録媒体が他の媒体と擦れる場合には、後処理液50Lの表面部が擦れることになる。これにより、後処理液50Lが堆積している部分のインク40Inkだけでなく、後処理液50Lが堆積していないインク40Inkについても擦れによる画像(インク)の剥離を予防することが出来る。
このように、本発明の実施形態に係る画像形成装置100によれば、後処理液付与手段50を用いて、画像が形成された記録媒体(ロール紙Md)上に後処理液50Lを堆積(吐出)することができる。このため、後処理液50Lを堆積しない場合と比較して、後処理液50Lを付与すると、画像が形成された記録媒体Mdの表面が他の物体(例えば他の記録媒体)と擦れることによって記録媒体上の画像(インク)が剥離(剥奪)することを防止することができる。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置100によれば、後処理液付与手段50を用いて、記録媒体上に形成された画像の耐擦過性(耐擦性)を向上することができる。
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置100によれば、後処理液付与手段50を用いて、画像が形成された記録媒体(ロール紙Md)上に後処理液50Lを堆積(吐出)することができるので、記録媒体に形成された画像の品質を向上することができる。画像形成装置100は、画像が形成された記録媒体上に後処理液50Lを堆積することができるので、形成される画像の滲み、濃度、色調、光沢及び裏写りなどの品質問題、並びに、耐水性、耐候性及びその他画像堅牢性に関する問題の発生を低減することができる。
すなわち、画像形成装置100は、後処理液付与手段50を用いて、画像が形成された記録媒体上に後処理液50Lを堆積することができるので、形成される画像の滲み、濃度、色調、光沢及び裏写りなどの品質問題、並びに、耐水性、耐候性及びその他画像堅牢性に関する問題が発生することを低減することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置100の後処理液付与手段50は、後処理方法として、ロール紙Mdの画像が形成された領域の特定の部分のみに後処理液50Lを堆積(吐出)してもよいし、全面的に塗布するように付与してもよい。後処理液付与手段50は、画像部と非画像部との光沢度差により、前記非画像部への前記後処理液50Lの変更された塗布面積(付与面積)に応じて、後処理液50Lの吐出量(付与量)及び吐出(付与)方法を変える。
また、本実施形態に係る後処理液付与手段50は、吐出ヘッドを用いて、任意の領域(任意の箇所)に、所望の吐出量(所望の斑点形状又は所望の縞形状)で、後処理液50Lを吐出することができる。
具体的には、後処理液付与手段50は、ロール紙Md(記録媒体)の
(1)画像を形成することが可能な範囲の全領域に吐出すること、
(2)画像が形成された領域に吐出すること、
(3)画像部分(ドット吐出部分)の領域のみに吐出すること
等を選択することができる。
また、後処理液付与手段50は、(4)ロール紙Md(記録媒体)の画像部より広い領域(画像部の外縁に対して、+1ドット又は2ドット以上など)に吐出することを選択することができる。更に、後処理液付与手段50は、選択した後処理液50Lを吐出する領域に対して、n%の領域(斑点形状又は縞形状)に後処理液50Lを吐出することができる。
なお、後で詳細説明するが、本発明では具体的に、記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より高い場合、後処理制御手段72EPは、例えば上記(2)のように、後処理液付与手段50が、少なくとも記録媒体Mdの前記画像が形成された画像部の上であって、画像部の表面面積よりも小さい面積に後処理液50Lを付与するように制御する。
または、記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より低い場合、後処理制御手段72EPは、例えば上記(1)のように全領域に吐出し、後処理液付与手段50が非画像部への後処理液の付与量が画像部への後処理液の付与量よりも多くなるように、少なくとも非画像部への前記後処理液50Lの付与量を調整する。
ここで、n%は、5〜50%とすることができる。また、n%は、実験又は数値計算等で予め定められる値とすることができる。
また、本実施形態に係る後処理液付与手段50は、後処理液50Lを吐出する方法として、
(1)印字Dutyに基づいて吐出する、
(2)吐出する後処理液50Lの液滴量に基づいて吐出する、
などを選択することができる。
このとき、後処理液付与手段50は、入力された情報(印刷画像データなど)から印字Dutyや後処理液50Lの液滴量を算出し、算出した印字Duty等に基づいて吐出する方法を決定してもよい。
これにより、本発明の実施形態に係る画像形成装置100によれば、記録媒体の全面に後処理液50Lを塗布(吐出)する場合と比較して、後処理液付与手段50を用いて、画像が形成された領域の特定の部分のみに後処理液50Lを堆積(吐出)することができる。また、後述するように、付与量を部分ごとに調整することもできる。
このため、本実施形態に係る画像形成装置100によれば、後処理に要する時間、特に後処理液50Lの乾燥に要する時間を短縮することができる。また、本実施形態に係る画像形成装置100によれば、記録媒体の全面に後処理液50Lを塗布(吐出)する場合と比較して、後処理に要する後処理液50Lの液量を低減することができる。更に、本実施形態に係る画像形成装置100によれば、記録媒体の全面に後処理液50Lを塗布(吐出)する場合と比較して、後処理液50Lの液量を低減することができるので、後処理に要するコストを低減することができる。
なお、後処理液付与手段50の後処理方法は、特に制限はなく、後処理液50Lの種類に応じて適宜選択してもよい。また、後処理液付与手段50の後処理方法は、前述の前処理液塗布手段20の前処理液の塗布方法、又は、前述の画像形成手段40のインクを吐出する方法を用いることができる。更に、後処理液付与手段50の後処理方法は、装置の小型化及び後処理液50Lの保存安定性の観点から、画像形成手段40のインクを吐出する方法と同様の方法を用いることがより好ましい。ここで、後処理液50Lを吐出させる場合では、画像形成手段40のインクを吐出する方法で使用されている水溶性有機溶剤(湿潤剤)を適当量含有することが好ましい。
また、本実施形態に係る後処理液付与手段50は、後処理液50Lの乾燥付着量を0.5g/m2〜10g/m2とすることが好ましい。後処理液付与手段50は、後処理液50Lの乾燥付着量を2g/m2〜8g/m2とすることがより好ましい。なお、後処理液50Lの乾燥付着量が0.5g/m2未満であると、画像品質(画像濃度、彩度、光沢度及び定着性)が低下する場合がある。また、後処理液50Lの乾燥付着量が10g/m2を超えると、保護層(後処理液50L)の乾燥性が低下する(乾燥に時間がかかる)場合がある。更に、後処理液50Lの乾燥付着量が10g/m2を超えると、後処理による画像品質の向上効果が飽和し、経済的に不利となる場合がある。後処理工程及び後処理液の組成についての詳細は実施例とともに後述する。
<後処理液乾燥手段>
乾燥手段30は、記録媒体を加熱等により乾燥する手段である。乾燥手段30は、図1に示すように、本実施形態では、前処理液塗布手段20によって前処理されたロール紙Mdを乾燥させる前処理液乾燥手段31と、後処理手段50によって後処理されたロール紙Mdを乾燥させる後処理液乾燥手段32と、を有する。
本実施形態に係る画像形成装置100の後処理乾燥手段32は、画像部と非画像部との光沢度差により、前記非画像部への前記後処理液の変更された付与面積に応じて、前処理液乾燥手段31の前処理液乾燥強度及び後処理液乾燥手段32の後処理液乾燥強度を制御し、ロール紙Mdを乾燥する。
ここで、図3を用いて、前処理液乾燥手段31の構成を説明する。図3に示すように、前処理液乾燥手段31は、本実施形態では、乾燥効果を高めるため、複数のヒートローラ311乃至316を用いる。また、前処理液乾燥手段31は、記録媒体に形成される画像の解像度に応じて、乾燥強度(前処理液乾燥強度)を制御(変更)する。更に、前処理液乾燥手段31は、前処理液塗布手段20が塗布した記録媒体表面の単位面積当たりの塗布量を更に用いて、乾燥強度を制御することができる。
具体的には、前処理液乾燥手段31は、ヒートローラ(311等)を例えば40〜100℃に加熱し、前処理液が塗布されたロール紙Mdの表面をヒートローラ(311等)に接触等させる。これにより、前処理液乾燥手段31は、前処理液が塗布されたロール紙Mdの表面をヒートローラ(311等)により加熱し、前処理液の水分を蒸発させ、ロール紙Md(の前処理液)を乾燥させることができる。
また、前処理液乾燥手段31は、乾燥強度を弱くする場合に、ヒートローラ(311等)の温度を低くする。前処理液乾燥手段31は、例えば浸透性が低いインクを用いた場合に乾燥強度を弱め、浸透性が高いインクを用いた場合に乾燥強度を強める。前処理液乾燥手段31は、ヒートローラ(311等)の温度を例えば40〜80度とする。
更に、前処理液乾燥手段31は、例えばヒートローラ311とヒートローラ312のみを加熱し、その他のヒートローラを加熱しないなどして、使用本数を増減することで乾燥強度を増減してもよい。なお、本実施形態では、ヒートローラの温度及びヒートローラの使用本数を制御する例を説明したが、いずれか一方のみによって、乾燥強度を制御してもよい。
後処理液乾燥手段32の構成は、前処理液乾燥手段31の構成と同様のため、説明を省略する。なお、後処理液乾燥手段32は、画像部と非画像部との光沢度差により、前記非画像部への前記後処理液50Lの変更された付与面積に応じて、乾燥強度(後処理液乾燥強度)を制御する。また、後処理液乾燥手段32は、後処理液付与手段50が吐出した記録媒体表面の単位面積当たりの吐出量を更に用いて、乾燥強度を制御することができる。
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置100の乾燥手段30(前処理液乾燥手段31及び後処理液乾燥手段32)によれば、ヒートローラの温度及び/又はヒートローラの使用本数の組み合わせにより乾燥強度を制御することができる。また、本実施形態に係る画像形成装置100の乾燥手段30によれば、乾燥強度を制御することができるので、記録媒体の表面に画像を形成するときに用いるインク(顔料)の種類に応じて、記録媒体の乾燥強度を最適化することができる。
更に、本実施形態に係る後処理乾燥手段32は、画像部と非画像部との光沢度差により、前記非画像部への前記後処理液50Lの変更された付与面積に応じて、前処理液乾燥強度を制御することによって、前処理液の乾燥不足による画像品質の低下および乾燥過多による記録媒体の収縮の発生を抑えることができる。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置100によれば、画像形成の品質(印刷品質)を向上することができる。
また、本実施形態に係る後処理乾燥手段32によれば、画像部と非画像部との光沢度差により、前記非画像部への前記後処理液50Lの変更された付与面積に応じて後処理液乾燥強度を制御することによって、後処理液の乾燥不足による画像堅牢性の低下を抑制し、画像品質を向上させることができる。そして、乾燥過多による記録媒体の収縮の発生を抑えることができる。
画像形成装置では、例えばインクジェット方式において同じ条件で液滴を記録媒体上に吐出させる場合に、インクの粘度や表面張力などの物性値を一定に保つために、グリセリンなどのさまざまな添加剤で調合する場合がある。このため、画像形成装置では、調合されたインクを用いる場合に、記録媒体へのインクの浸透性や印刷後の光沢度が異なる。本実施形態に係る画像形成装置100の乾燥手段30によれば、記録媒体への浸透性の低いインクで画像形成を行なった場合でも、前処理液又は後処理液50Lを十分に乾燥させることができる。これにより、前処理液が乾燥する前に記録媒体の表面が他の物体(例えば他の記録媒体)と擦れることにより記録媒体上の画像が剥がれるなどの問題が発生することを防止することができる。また、例えば記録媒体への浸透性の高いインクを用いて画像形成を行なった場合に、乾燥過多による記録媒体の収縮を防止し、画像形成の品質(印刷品質)を向上することができる。
なお、本発明を用いることができる乾燥手段30は、記録媒体の加熱手段をヒートローラに限定されない。すなわち、乾燥手段30は、赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、温風乾燥及びその他乾燥方法を用いることができる。また、乾燥手段30は、複数の乾燥方法を組み合わせた乾燥方法を用いてもよい。更に、乾燥手段31は、前処理液塗布手段20が前処理液を塗布する前に、ロール紙Md(記録媒体)を余熱(加熱)してもよい(プレヒート工程(不図示))。
(7.搬出手段の構成)
搬出手段(巻き取り手段)60は、画像が形成等された記録媒体を搬出(排出)する手段である。図1に示すように、搬出手段60は、本実施形態では、保管部61及び複数の搬送ローラ62等で構成される。搬出手段60は、搬送ローラ62等を用いて、保管部61の保管ロールに画像が形成されたロール紙Mdを巻き付けて、保管する。
なお、ロール紙Mdを保管部61の保管ロールに巻き付けるときに、ロール紙Mdに作用する圧力が大きくなる場合には、ロール紙Mdの裏面に他の画像が転写することを防止するため、巻き取り直前にロール紙Mdを更に乾燥する乾燥手段を設けてもよい。
(8.制御手段の構成)
制御手段70は、画像形成装置100の動作を制御する手段である。制御手段70は、本実施形態では、画像形成装置100の各構成に動作を指示し、その動作を制御する。図7〜図10を用いて、本実施形態に係る制御手段70を説明する。
なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置100は、印刷システムとして、プロダクションプリンティングを用いてもよい。ここで、プロダクションプリンティングとは、ジョブ管理や印刷データの管理などを効率的に行うことによって、短時間に大量の印刷物(画像形成媒体、印字物)を印刷(画像形成、印字)することができる製造システムである。具体的には、本実施形態に係る画像形成装置100は、ビットマップデータなどの印刷動作を制御するRIP(Raster Image Processor)処理と、RIP処理により制御されたビットマップデータなどに基づく印刷処理とを別の装置(手段)で実施する。なお、全体の画像形成システムでは制御装置(RIPS装置)を有する。
また、本実施形態に係る画像形成装置100(制御手段70)は、印刷データの作成から印刷物の分配までの管理を行うワークフローのシステムを構築する。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置100(制御手段70)は、処理時間を要するRIP処理を行う装置と印刷処理を行う装置とを分離することで、印刷の高速化を可能とする。
図7(a)に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の制御手段70は、RIP処理などを行う上位装置(DFE、Digital Front End)71と、印刷処理などを行うプリンタ装置72とを含む。ここで、上位装置71とプリンタ装置72とは、複数のデータ線70LDと制御線70LCとで接続されている。
以下に、本実施形態に係る制御手段70の上位装置71及びプリンタ装置72を具体的に説明する。
<上位装置>
本発明の実施形態に係る画像形成装置100の制御手段70の上位装置(制御装置)71は、ホスト装置(不図示)から出力される印刷ジョブデータ(ジョブデータ、印刷データ)に基づいて、RIP処理を行う装置である。すなわち、本実施形態に係る上位装置71は、印刷ジョブデータに基づいて、各色に対応するビットマップデータ(以下、「印刷画像データ」という。)を夫々作成する。ここで、印刷画像データは、本実施形態では、後処理液付与手段50が吐出する後処理液50Lの吐出に関するデータ(以下、「後処理に関する画像データ」という。)を更に含む。
また、本実施形態に係る上位装置71は、印刷ジョブデータ及びホスト装置の情報などに基づいて、印刷動作を制御するためのデータ(以下、「制御情報データ」という。)を作成する。ここで、制御情報データとは、印刷条件(印刷形態、印刷種別、給排紙情報、印刷面順、印刷用紙サイズ、印刷画像データのデータサイズ、解像度、紙種情報、階調、色情報及び印刷を行うページ数の情報など)に関するデータを含む。また、制御情報データは、本実施形態では、後処理液付与手段50が吐出する後処理液50Lの吐出に関するデータ(以下、「後処理に関する制御データ」という。)を更に含む。
図7(b)に示すように、上位装置71は、本実施形態では、CPU(Central Processing Unit)71a、ROM(Read Only Memory)71b、RAM(Random Access Memory)71c、HDD(Hard Disk Drive)71dを備える。また、上位装置71は、外部I/F71e、制御情報用I/F71f及び画像データ用I/F71gを備える。更に、上位装置71は、CPU71a等を夫々接続するバス71hを備える。すなわち、上位装置71は、バス71hを介して、CPU71a等を相互に送受信可能とする構成である。
CPU71aは、上位装置71全体の動作を制御するものである。CPU71aは、ROM71b及び/又はHDD71dに格納(記憶)されている制御プログラム等を用いて、上位装置71の動作を制御する。
ROM71b、RAM71c及びHDD71dは、データ等を記憶するものである。ROM71b及び/又はHDD71dは、CPU71aを制御するための制御プログラムを予め格納されている。RAM71cは、CPU71aのワークメモリとして用いられる。
外部I/F71eは、画像形成装置100外部(ホスト装置等)との通信(送受信)を制御するものである。外部I/F71eは、例えばTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)に対応した通信を制御することができる。
制御情報用I/F71fは、制御情報データの通信(送受信)を制御するものである。制御情報用I/F71fは、例えばPCI Express(Peripheral Component Interconnect Bus Express)を用いることができる。
画像データ用I/F71gは、印刷画像データの通信(送受信)を制御するものである。画像データ用I/F71gは、例えばPCI Expressを用いることができる。画像データ用I/F71gは、本実施形態では、印刷画像データの各色に対応した複数のチャネル(後述)を有する。
本実施形態に係る制御手段70の上位装置71は、ホスト装置から送信された印刷ジョブデータを外部I/F71eで受信し、CPU71aを用いて、HDD71dに格納する。また、上位装置71は、CPU71aを用いて、HDD71dから印刷ジョブデータを読み出す。更に、上位装置71は、CPU71aを用いて、読み出した印刷ジョブデータに基づいて各色(イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びブラック(K))のビットマップデータを生成し、生成した各色のビットマップデータをRAM71cに格納する。ここで、上位装置71(CPU71a)は、RIP処理として、例えばPDL(Page Description Language)をレンダリングして各色のビットマップデータを生成し、RAM71cに書き出すことができる。
次に、上位装置71は、RAM71cに書き出された各色のビットマップデータを圧縮して符号化し、HDD71dに一旦格納する。
その後、上位装置71(CPU71a)は、プリンタ装置72で印刷動作が開始される際に、HDD71dから符号化された各色のビットマップデータを読み出し、復号して各色のビットマップデータをRAM71cに夫々書き込む。次いで、上位装置71は、RAM71cから各色のビットマップデータを読み出し、各色の印刷画像データとして、画像データ用I/F71gの各チャネルを介して、プリンタ装置72(後述するプリンタエンジン72E)に出力する。ここで、上位装置71は、画像データ用I/F71gの各チャネルとして、図7に示すデータ線70LD(70LD−Y、70LD−C、70LD−M及び70LD−K)を介して、プリンタ装置72に印刷画像データを出力することができる。
また、本実施形態に係る上位装置71は、印刷動作の進行などに応じて、CPU71aを用いて、プリンタ装置72(後述するプリンタコントローラ72C)との間で、制御情報用I/F71f(制御線70LC)を介して、制御情報データの送受信を行う。
更に、本実施形態に係る上位装置71は、プリンタ装置72(図1の後処理液付与手段50)において後処理が開始される際に、CPU71aを用いて、HDD71dから符号化された後処理に関する画像データを読み出す。このとき、上位装置71は、上記のビットマップデータと同様に、データ線70LD−P(図8)を介して、プリンタ装置72(プリンタエンジン72E)に出力する。
<プリンタ装置>
本発明の実施形態に係る画像形成装置100の制御手段70のプリンタ装置72は、上位装置71から入力された印刷画像データ及び制御情報データに基づいて、記録媒体に画像を形成する動作を制御する装置である。プリンタ装置72は、本実施形態では、プリンタコントローラ72Cとプリンタエンジン72Eとを有する。
プリンタコントローラ72Cは、後述するプリンタエンジン72Eの動作を制御するものである。プリンタコントローラ72Cは、制御線70LCを介して、上位装置71との間で制御情報データ等の送受信を行う。また、プリンタコントローラ72Cは、制御線72LCを介して、プリンタエンジン72Eと制御情報データ等の送受信を行う。これにより、プリンタコントローラ72Cは、制御情報データに含まれる各種の印刷条件等を印刷制御部72Ccのレジスタなどに書き込み、印刷条件を記憶することができる。また、プリンタコントローラ72Cは、制御情報データに基づいてプリンタエンジン72Eを制御し、印刷ジョブデータ(制御情報データ)に従った印刷を実行することができる。
図8に示すように、プリンタコントローラ72Cは、本実施形態では、CPU72Cp及び印刷制御部72Ccを有する。また、プリンタコントローラ72Cは、CPU72Cpと印刷制御部72Ccとを互いに送受信可能にバス72Cbで接続している。ここで、バス72Cbは、通信I/F(不図示)を介して、制御線70LCに接続されている。
CPU72Cpは、ROM71b(図7参照)に格納されている制御プログラムを用いて、プリンタ装置72全体の動作を制御する。印刷制御部72Ccは、上位装置71から送信された制御情報データに基づいて、プリンタエンジン72Eとの間でコマンドやステータス情報の送受信を行う。これにより、印刷制御部72Ccは、プリンタエンジン72Eの動作を制御することができる。
プリンタエンジン72Eは、上位装置71から入力された印刷画像データ及びプリンタコントローラ72Cから入力された制御情報データに基づいて、記録媒体に画像を形成する動作を制御する装置である。また、プリンタエンジン72Eは、上位装置71から入力された印刷画像データ(後処理に関する画像データ)及びプリンタコントローラ72Cから入力された制御情報データ(後処理に関する制御データ)に基づいて、後処理する動作を制御する装置である。
図8に示すように、プリンタエンジン72Eは、複数のデータ線70LD(70LD−Y、70LD−C、70LD−M、70LD−K及び70LD−P)が接続されている。プリンタエンジン72Eは、複数のデータ線70LD−C等を介して、上位装置71から印刷画像データを受信する。これにより、プリンタエンジン72Eは、受信した印刷画像データに基づいて、各色の印刷動作及び後処理の動作を実施することができる。
プリンタエンジン72Eは、本実施形態では、複数のデータ管理部72EC、72EM、72EY、72EK及び72EPを有する。また、プリンタエンジン72Eは、データ管理部72EC等から印刷画像データ等が入力される画像出力部72Eiと、記録媒体の搬送を制御する搬送制御部72Ecとを有する。更に、プリンタエンジン72Eは、本実施形態では、データ管理部(後処理制御部)72EPから後処理に関する画像データが入力される後処理液出力部72Epと、乾燥手段30(図1)の動作を制御する後処理後乾燥制御部72Epbとを有する。
なお、プリンタエンジン72Eは、前処理液塗布制御部、前処理後乾燥制御部及び巻取前乾燥制御部等を更に含んでもよい。
データ管理部72ECの構成を、図8を用いて説明する。なお、その他のデータ管理部72EM、72EY、72EK及び72EPの構成は、データ管理部72ECの構成と同様のため、説明を省略する。
図9に示すように、データ管理部72ECは、ロジック回路72EClとメモリ部72ECmとを含む。データ管理部72EC(ロジック回路72ECl)は、データ線70LD−Cを介して、上位装置71に接続されている。また、データ管理部72EC(ロジック回路72ECl)は、制御線72LCを介して、プリンタコントローラ72C(印刷制御部72Cc)に接続されている。
ロジック回路72EClは、本実施形態では、プリンタコントローラ72C(印刷制御部72Cc)から出力された制御信号に基づいて、上位装置71から出力された印刷画像データをメモリ72ECmに格納(記憶)する。また、ロジック回路72EClは、プリンタコントローラ72C(印刷制御部72Cc)から出力された制御信号に基づいて、メモリ72ECmからシアン(C)に対応する印刷画像データIc(図8)を読み出し、画像出力部72Eiに出力する。なお、ロジック回路72ECp(データ管理部72EP)の場合は、後処理に関する画像データIp(図8)を、後処理液出力部72Epに出力する。
ここで、メモリ部72ECmは、少なくとも3ページ分の印刷画像データを格納可能な容量とすることができる。3ページ分の印刷画像データとは、例えば上位装置71から転送(受信)中のページに対応する印刷画像データと、画像出力部72Eiに出力中のページに対応する印刷画像データと、次のページに対応する印刷画像データである。
なお、データ管理部72ECは、論理回路などの組み合わせによって構成されるハードウェアのロジック回路を用いてもよい。これにより、データ管理部72ECは、より高速な処理を実現することができる。また、データ管理部72ECは、ロジック回路72EClを用いて、例えばビット列による制御信号に対する論理判定を行い、実行する処理を決定してもよい。
画像出力部72Eiの構成を、図10を用いて説明する。なお、後処理液出力部72Epの構成は、画像出力部72Eiの構成と基本的に同様のため、説明を省略する。
図10に示すように、画像出力部72Eiは、出力制御部72Eicを含む。出力制御部72Eicは、各色に対応する印刷画像データを各色に対応する吐出ヘッド40C、40M、40Y及び40K(図4)に出力する。これにより、出力制御部72Eicは、印刷画像データに基づいて、吐出ヘッド40C等の動作を制御することができる。
具体的には、出力制御部72Eicは、複数の吐出ヘッド40C等を個別に制御する。また、出力制御部72Eicは、入力された印刷画像データ(例えば図10のIc)を用いて、複数の吐出ヘッド40C等を同時に制御してもよい。更に、出力制御部72Eicは、図示しない制御装置から入力される制御信号に基づいて、吐出ヘッド40C等を制御してもよい。出力制御部72Eicは、例えばユーザの操作入力に基づいて、吐出ヘッド40C等を制御してもよい。
以上により、本実施形態に係るプリンタ装置72は、データ管理部72EC等及び出力制御部72Eicを用いて、上位装置71から出力される印刷画像データを、複数の吐出ヘッド40C等に入力する。このとき、プリンタ装置72は、各色の印刷画像データを互いに独立して制御することができる。また、プリンタ装置72は、印刷画像データの色数(C、M、Y及びK、又は、K色のみなど)又は吐出ヘッド数に応じて、プリンタエンジン72Eの構成を容易に変更することが可能である。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置100(プリンタ装置72)は、必要なデータ管理部72EC等及び吐出ヘッド40C等のみを搭載することにより、装置の小型化及び低コスト化について有利な効果を有する。
本実施形態に係る画像形成装置100(プリンタ装置72)は、例えば、C、M、Y及びKの4色でフルカラー印刷を行う場合には、プリンタエンジン72Eにデータ管理部72EC等を全て設けることができる。これにより、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、出力制御部72Eicを用いて、データ管理部72EC等の各出力を夫々吐出ヘッド40C等に接続することができる。
また、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、例えばKの1色で印刷を行う場合には、装置コスト優先として、1つのデータ管理部72EK及び吐出ヘッド40Kのみを設けることができる。これにより、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、出力制御部72Eicを用いて、データ管理部72EKの出力を吐出ヘッド40Kに接続することができる。
更に、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、例えば色Kの1色で印刷を行う場合には、印刷速度優先として、1のデータ管理部72EKと4つの吐出ヘッドとを設けることができる。
これにより、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、出力制御部72Eicを用いて、データ管理部72EKの出力を4つの吐出ヘッドに夫々接続することができる。
この場合、画像形成装置100(プリンタ装置72)は、同一色(K)を複数回、重ねて(重畳して)印刷することができるので、例えば1つの吐出ヘッドで画像を形成する場合と比較して、4倍の高速印刷(画像形成)を実現することができる。次に本発明の特徴となる動作の詳細な説明に移る。
(9.実施例1)
次に本発明の実施形態について説明する。なお実施形態においては、前処理液はローラ塗布、後処理液50Lは液滴吐出ヘッドによる液滴飛翔による付与する画像形成装置について説明する。
図11は本実施形態の画像形成装置100の動作の流れを示すフローチャートである。上位の制御装置10より送信された制御情報のうち、印字画像の色に関する情報から後処理液の付与量制御及び乾燥強度制御を行うのが本発明である。
図11のフローでは、予め色毎に最適な後処理液50Lの付着量及び乾燥強度をプリンタ装置側に記憶させておき、画像データに合わせて、付与させ、そして乾燥を行う。具体的には、単位面積当たりの記録媒体上に塗布された前処理液の塗布量および後処理液50Lの付与量と光沢度の関係、つまり非画像部となる光沢度を予めプリンタ装置側に記憶させている。
図11において、ステップS1101で、ジョブデータを受信する。図7に示したホスト装置から供給される印刷ジョブデータに従ってRIP処理を行う。そして、S1102にて、印刷画像データである色毎のビットマップデータより、記録媒体上に付与されたインクおよび後処理液50Lからなる画像部のインク付与量を算出する。S1103にてインクの付与量に基づき、記録媒体上で画像が形成された画像部及び画像が形成されていない非画像部から光沢度が導き出され、光沢度差が算出される。
ここで、図11のS1104の工程においての具体的な制御について、図12の詳細フローチャートに示して説明する。図11のS1104(図12のS202〜S211)では、記録媒体Mdの光沢度と記録媒体Md上の画像が形成される画像部の光沢度に基づいて、画像が形成されない非画像部と前記画像部への前記後処理液50Lの付与量を調整する。図12で制御した後処理液50Lの付与量の例の断面図を図13に示す。なお、図13では、前処理液20Lは示していないが、前処理液を全面塗布してもよい。
後処理液50Lの付与量を調整する際、まず、S202にて記録媒体Mdの光沢度(非画像部の光沢度)と画像が形成される画像部の光沢度の大きさを比較する。即ち、記録媒体Mdの光沢度が、画像部の光沢度より大きいかどうか比較する。
ここで記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より高い場合(S202でYES)、S203に進む。この際、後処理制御手段72EPは、図13上段に示すように、後処理液付与手段50が記録媒体Md上で少なくとも画像が形成される画像部の上であって、画像部の表面面積よりも小さい面積に後処理液50Lを付与するように制御する(S203)。そして、その後処理液付与量に合わせて後処理液の乾燥強度を弱く調整する(S204)。
または、記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より低い場合(S202でNO)、S206へと進む。ここでS206へと進んだ場合、画像を形成することが可能な範囲の全領域に後処理液が付与することを前提として、後処理液付与手段50が非画像部への後処理液50Lの付与量が画像部への後処理液50Lの付与量よりも多くなるように、少なくとも非画像部への後処理液50Lの付与量を調整する(S206)。
なお、図示はしないが、記録媒体Mdと画像部の光沢度がほぼ同一の場合は、画像を形成することが可能な範囲の全領域に均一に後処理液を付与する。
S206の後、記録媒体Md(非画像部)と記録媒体Md上の画像部との光沢度差がどのくらいか、即ち、基準値と比較して光沢度差が大きいかどうか比較する(S207)。
記録媒体Md(非画像部)と画像が形成される画像部との光沢度差が小さい場合(S207でYES)、図13中段に示すように、画像が形成されない部分の後処理付与量と前記画像が形成される部分の付与量との差を小さくする(S208)。そして、その後処理液付与量に合わせて後処理液の乾燥強度を弱く調整する(S209)。
一方、記録媒体上の記録媒体Md(非画像部)と画像部の光沢度差が大きい場合(S207でYES)、図13下段に示すように、画像が形成されない非画像部への後処理付与量を、画像が形成される画像部への後処理付与量に対してより多くする(S210)。そして、その後処理液付与量に合わせて後処理液の乾燥強度を強くするよう調整する(S211)。
なお、S207では光沢度差の基準値を定めたが、基準値を定めず、記録媒体Md上の画像部と非画像部との光沢度差に対応して可変的に後処理の液の値を制御してもよい。
可変的に制御する場合であっても、記録媒体Mdの光沢度が画像部の光沢度より低い場合、後処理制御手段72EPは、記録媒体Md(非画像部)と画像部との光沢度差が大きいほど、非画像部への後処理付与量を、前記画像部への後処理付与量に対して多くする(図13、中段、下段参照)。
このような方法により記録媒体上の画像部の光沢度が得られた後、この値に応じて光沢度差が生じないように、予めプリンタ装置側に記憶された値より非画像部への後処理液50Lの付与量が決定されるようになっている。
この制御により、後処理液を付与した後の記録媒体である印刷物上の画像部と非画像部との光沢度差を減らすことができる。
記録媒体上の画像部と非画像部との光沢度差は、印刷品質を決める一因となっており、後工程を終えた記録媒体である印刷物の画像部と非画像部との光沢度差が15%未満となるように後処理液50Lの非画像部への後処理液の付与面積または、後処理液の付与量を制御することが望ましい。
また、同様に、前処理液の全体塗布量を制御してもよい(S1104)。なお、前処理液の塗布量や後処理液50Lの付与量に対応するように、前処理液の乾燥強度、及び後処理液50Lの乾燥強度も調整される(S1105)。
このように光沢度に基づいて、前処理液及び後処理液のそれらの乾燥強度を調整した後、それぞれの印刷物を生産する工程として、搬入(S1106)、前処理液塗布(S1107)、前処理液の乾燥(S1108)、画像形成(S1109)、上記調整した付与量で後処理液の付与(S1110)、後処理液の乾燥(S1111)、搬出(S1112)が行われて、全体の流れが終了する。
ここで、全体の流れを示す別の例を図14にフローチャートを示す。例えば赤色LEDを使った光源の光を記録媒体に照射すると反射面の光沢度に応じて反射状態が変わるため、光沢度が高い場合は投光スポットがそのまま反射し、光沢度の低い場合は乱反射するという性質の違いがある。上記図11のS1103の代わりに、別の例として図14のように、反射状態の差を受光部のセンサで検出すること(図14のS3107)により、受光度を検知することで、画像部と非画像部との光沢度差を検知することもできる。この光沢度判別センサを記録媒体幅にならべ、画像形成手段40と後処理液付与手段50との間に配置する。これによりスタートから画像形成(S3103〜S3106)を終えて搬送されてきた記録媒体上の画像部、および非画像部の光沢度を測定し、その値から後処理液50Lを必要量付与した場合の画像部の光沢度を導き出してもよい(S3107)。この例においても、S3107で検出した光沢度に応じてS3108にて、図12、図13で示したような後処理液の付与量の調整を行う。なお、この例では画像形成後に計測するため、光沢度差による、前処理液の調整は行わない。
なお、使用する記録媒体の物性(紙材料物性、紙厚、坪量)を上位装置に入力することで、印刷したときの浸透性や光沢度などを計算し、最適な前処理液や後処理液50Lの塗布量・付与量を計算することも可能である。
これらの情報の入力は、主要なメディアに対しては予めプリンタ装置側に記憶されており、紙種名を入力することでそのデータを呼び出すことが可能であるが、特殊なメディアに対してユーザ側で新たに追加することも可能である。
また本実施例では記録媒体情報は上位装置10より転送されているが、プリンタ装置13に外部入力装置を装着し、そこから外部入力によって記録媒体情報を送信してもよい。
次に印刷制御部22においてプリンタ装置13に送信された記録媒体情報から、例えばそのメディアの浸透性に関する情報を読み出し、その浸透性の数値から前処理液の塗布量が計算され、その量に対して適切な前処理液の乾燥強度が求められる。或いは、その前処理液塗布量に関する情報は前処理液塗布制御部60に送信され、前処理液を塗布する際のニップ圧の情報に変換される。そのニップ圧の情報が前処理装置20に送られると圧力調整装置209によって圧力調整され、計算された量の前処理液を塗布し、その量に対して適切な乾燥強度によって乾燥することが可能である。
また前処理液の塗布量は塗布ローラの回転速度によって調整しても良く、その場合、前処理塗布制御部60に送信された塗布量に関する情報はローラを回転させるモーターの駆動エネルギーの情報に変換される。
なお前処理液量は浸透性に関する情報以外に、記録媒体上でのインクの凝集性に関係する物性値であれば、他の物性でもよい。
次に、印刷制御部においてその前処理液の量に応じて、後処理液50Lの付与量、および画像部の光沢度、そして乾燥強度が計算される。前処理液の塗布によって記録媒体上の定着性は影響を受けるので、前処理液の量、に応じて後処理液50Lを付与することで、最適な量の後処理液50Lを付与し、適正な乾燥高度により乾燥することが可能である。
印刷制御部72Ccにて算出された後処理液50Lの量の情報は制御線40eを介して後処理液データ管理部に送られ、データ管理部に送信された後処理液用画像データに補正を加えることで後処理液50Lの付与量を制御する。
後処理液付与が記録ヘッドによる液滴吐出の場合は、後処理液吐出ヘッドに出力エネルギー情報が送信され、それが圧電素子421に付与される電圧値に変化され、その電圧によって圧電素子による加圧が行われ、所望の量の後処理液50Lが吐出される。
さらにこの前処理液、後処理液50Lの付与量に応じて、乾燥手段31、32の強度を制御する。(S1105、S1108)乾燥部の制御を行う場合は、印刷制御部にて算出された、前処理液、後処理液の塗布量情報が制御線41b、41dを介して前処理後乾燥制御部、後処理後乾燥制御部に送信される。
前処理液20L、後処理液50Lの塗布量(付与量)が少なくなるような制御が行われる場合には、前処理後乾燥、後処理後乾燥の強度も弱くすることで消費電力を削減可能であり、そのための制御をこの前処理後乾燥制御部及び後処理後乾燥制御部で計算する。
例えば前処理後乾燥をヒートローラによって行う場合は、そのヒートローラの温度を制御することにより、前処理後乾燥の強度を制御する。或いは、後処理後乾燥を送風によって行う場合は、風の温度及び風速を制御することにより、後処理後乾燥の強度を制御する。
次に、具体的な処理液塗布パターンについて説明する。
なお、「前処理液の塗布量が多い」とは1.5g/m2以上の付着量を意味する。「後処理液の付与量が多い」とは1.2g/m2以上の付着量を意味する。各「付着量が少ない」とは上記値よりも少ないことを意味する。なお付着量が少ないには「塗布しない」も含む。
例えば浸透性がよいインクジェット専用紙に印字する場合、前処理液は少なくてよい。よってそれに応じて後処理液50Lも少なくてよい。また乾燥強度も弱くてよい。また、次に浸透性が悪いオフセット印刷用紙などに印字する場合、前処理液は多く塗布する必要がある。それに伴って、後処理液50Lも多く塗布する必要がある。また乾燥強度も強くする必要がある。
なお、本実施例では処理液の塗布量を、多い、少ない、の2通りにしたが、記録媒体の物性を細かく分類して、処理液の塗布パターンも多くしても良い。
次に、前処理液塗布量と滲み抑制効果について説明する。図13はある記録媒体の前処理液の塗布量と粒状度の関係を表した図である。前処理液を塗布することで粒状度が下がる。
次に、記録媒体の浸透性と必要な前処理液の塗布量の関係を図14に示す。必要な前処理液塗布量とは、図15において品質が十分良質である量、例えば粒状度が破線以下になる最小の前処理液塗布量と定義する。記録媒体の浸透性が小さいとき、必要前処理液量は多くなり、浸透性が大きくなると、必要前処理液量は少なくなる。したがって記録媒体の浸透性から最適な量の前処理液塗布量を決定できる。
図16はある記録媒体の前処理液量と耐擦性の関係を示した図である。前処理液を塗布することで定着性が悪くなる。
図17は前処理液塗布量と必要な後処理液の関係を示した図である。図17に示したとおり、前処理液の全面塗布によって低下した定着性は、後処理液を付与することで改善される。前処理液が少ない記録媒体で後処理液50Lも少なくすることでコストの削減が可能である。前処理液が多い記録媒体で後処理液50Lも多くすることで、浸透性が悪い記録媒体でも、画像品質と画像堅牢性に優れた画像形成物を作成可能である。
以上の方法により、記録媒体の浸透性から前処理液の塗布量を算出し、それに伴って後処理液50Lの付与量を算出し、さらに、適正な乾燥条件により乾燥することで、その記録媒体において、画像品質及び画像堅牢性に優れ、かつ、コストが最も低い画像形成物を作成可能である。
<前処理について>
前処理の目的としては、画像品質の向上である。前処理すると、顔料が記録メディア表面で凝集するため、画像濃度が高くなる。液組成としては、顔料凝集効果のあるカチオン性物質、多価金属塩、水溶性樹脂などを含む。
前処理液の付与方法としては、記録媒体全体にローラ塗布する方法が望ましい。ローラ塗布することで、高濃度・高粘度な前処理液を記録メディア全面に均一に少量塗布することが可能となる。また塗布量制御も容易にできる。
<インクについて>
インク組成に特に限定はなく、記録メディアの塗工層を有する面の前処理された面に、あるいは前処理なしの面にインクジェット記録により画像を形成する。
<後処理について>
後処理の目的は、搬送時の記録画像の転写汚れを防ぎ、記録メディアがブロッキングするのを防止することである。後処理液50Lの組成としては、ポリウレタン樹脂とポリエチレンワックスを含有することで効果があり、更にポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンとを含むことで更に効果がアップする。後処理液50Lの付与方法としては、インクジェット記録による付与が望ましく、その付与量はインクの付与量の10〜30%であることが望ましい。
<前処理液>
―水溶性脂肪族系有機酸―
本実施形態の画像形成方法に用いられる前処理液は、水溶性脂肪族系有機酸を含有し、水分散性着色剤を凝集させる性質を有する。ここで、凝集するとは水分散性着色剤粒子同士が吸着集合する意味であり、粒度分布測定装置により確認することができる。この前処理液に、水溶性脂肪族系有機酸等のイオン性物質を加えると、水分散性着色剤の表面電荷にイオンが吸着することで表面電荷が中和されるので、分子間力による凝集作用が増強されて凝集させることができる。凝集を確認する方法の例としては、水分散性着色剤濃度5質量%のインクジェット用インク5μlを前処理液30ml加えたときに、瞬時に着色剤が凝集するかを確認する方法が挙げられる。
<後処理液>
本実施形態の画像形成方法に用いられる後処理液50Lとしては、記録用メディア上に透明な保護層を形成し得る成分を含有し、例えば、水分散性樹脂、水溶性有機溶剤、浸透剤、界面活性剤、水、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。この後処理液50Lは、吐出による付与又は飛翔させる方法によっても異なるが、画像部光沢性を出す為に、又は画像部を樹脂層で保護する為に(光沢性・定着性向上)、紫外線照射により高分子化する成分を含んでなる樹脂組成物及び熱可塑性樹脂が好ましい。特に、光沢性・定着性向上の理由により熱可塑性樹脂エマルジョン(水分散性樹脂ともいう)が好ましい。なお、インクジェット記録装置により後処理液50Lを飛翔させる場合には、インクジェット用インク及び前処理液で使用されている水溶性有機溶剤(湿潤剤)を適当量含有することが好ましい。
−水分散性樹脂−
上記の後処理液50Lを形成する水分散性樹脂は、そのガラス転移温度(Tg)が−30℃以上であることが好ましく、−20〜100℃の範囲がより好ましい。水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)は50℃以下が好ましく、35℃以下がより好ましい。水分散性樹脂のガラス転移温度(Tg)が−30℃未満であると、水分の蒸発後も粘着剤の様にタック性があり、実使用が困難となることがある。水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)が50℃を超えると、ヒーター、温風等の乾燥手段を用いても短時間で成膜できないため、実使用が困難となることがある。水分散性樹脂のガラス転移温度は、例えばTMA法、DSC法及びDMA法(引張り法)により測定することができる。水分散性樹脂の最低造膜温度(MFT)は、例えば最低造膜温度測定装置(MFT型)により測定することができる。
この水分散性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコン樹脂、フッ素樹脂、などが好適である。これらの水分散性樹脂は、上記のインクジェット用インクに用いられる水分散性樹脂と同様のものを適宜選択して用いることができる。これらの水分散性樹脂の上記の保護層における含有量は、固形分で1質量%〜50質量%が好ましく、インクジェット記録装置により飛翔させる場合は1質量%〜30質量%が好ましい。樹脂含有量が50質量%を超えると粘度が高くなる可能性があり、樹脂含有量が1質量%未満であると成膜性が落ちたり水分蒸発のためのエネルギーも多く必要になったりする。
また、本実施形態の画像形成方法に用いられる後処理液50Lの水分散性樹脂の平均粒径(D50)は、後処理液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。後処理液を作成した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径(D50)は50nm以上が好ましい。また、粒径が数十μmになると後処理液を飛翔させる装置のヘッドのノズル口より大きくなるため好ましくない。ノズル口より小さくとも粒子径の大きな粒子が後処理液中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために後処理液の平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
−水溶性有機溶剤−
後処理液中における水溶性有機溶剤の含有量は、特に限定されないが、通常、10〜80質量%、好ましくは15〜60質量%である。80質量%より大きいと水溶性有機溶剤の種類によっては後処理後の記録用メディアが乾燥しにくくなる可能性があり、10質量%より小さいと前処理中に水分蒸発が生じ、後処理液の組成が大きく変わってしまう可能性がある。
上記の浸透剤、界面活性剤としては、特に制限はなく、上記のインクジェット用インク及び前処理液に用いられる浸透剤、界面活性剤と同様のものから目的に応じて適宜選択することができる。上記のその他の成分としては、例えば、防カビ剤、消泡剤、pH調整剤などが挙げられる。
<<前処理液の調整>>
1,3―ブタンジオール10質量%、L−乳酸15質量%、フッ素系界面活性剤0.05質量%、Proxel GXL 0.05質量%、抑泡剤0.05質量%、2−アミノー2−エチルー1,3プロパンジオール 0.1質量%、N,N−ジエチルエタノールアミン23.42質量%、乳酸カルシウム5質量%、界面活性剤 Rf−O−ポリオキシエチレンエーテル(ネオス社製フタージェント251)0.1質量%、変性シリコーンオイル(信越化学工業製KF643)1質量%、防黴剤 1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン・ジプロピレングリコール20%水溶液(アーチ・ケミカルズ・ジャパン製Proxel GXL)0.05質量%、1,2,3−ベンゾトリアゾール0.1質量%を一時間攪拌して均一に混合する。
この混合液に対して合計100質量%となるように残量の水を添加し、一時間撹拌した。その後0.8μセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子を除去し前処理液とした。
<顔料分散体の作製>
(シアン分散体)
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成(株)製、商品名:AS−6)4.0g及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成(株)製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50%のポリマー溶液800gを得た。
その後、ポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(標準:ポリスチレン、溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したところ、重量平均分子量は15000であった。
上記ポリマー溶液28g、銅フタロシアニン顔料26g、1mol/L水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g及びイオン交換水30gを十分に攪拌した。
その後、3本ロールミル((株)ノリタケカンパニー製、商品名:NR−84A)を用いて20回混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が20.0wt%の青色のポリマー微粒子分散体160gを得た。
ポリマー微粒子のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は98nmであった。
(マゼンタ分散体)
前記シアン分散体の銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントレッド122に変更したほかはシアン分散体の作製と同様にして赤紫色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は124nmであった。
(イエロー分散体)
前記シアン分散体の銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントイエロー74に変更したほかはシアン分散体の作製と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は78nmであった。
(ブラック分散体)
前記シアン分散体の銅フタロシアニン顔料をカーボンブラック(デグサ社FW100)に変更したほかはシアン分散体の作製と同様にして黒色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は110nmであった。
−インクの調整−
1,3−ブタンジオール15質量%、グリセリン15質量%、OMNOVA製ポリフォックスPF−151N 1重量%、オクタンジオール2質量%を混合し一時間攪拌を行い均一に混合する。この混合液に対して前記顔料分散体40重量%を添加し、合計100質量%となるように残量の水を添加し、一時間撹拌した。その後0.8μセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子を除去し評価インクとした。
<<後処理液の調整>>
3−メチル−1,3―ブタンジオール22質量%、グリセリン11質量%、フッ素系界面活性剤0.05質量%、Proxel GXL 0.05質量%、抑泡剤0.05質量%、2−アミノー2−エチルー1,3プロパンジオール 0.2質量%、ポリウレタンエマルション15質量%、ポリエチレンワックス14質量%、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン1質量%を一時間攪拌して均一に混合する。この混合液に対して合計100質量%となるように残量の水を添加し、一時間撹拌した。その後0.8μセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子を除去し後処理液とした。
<画像の作成>
前処理液をローラ塗布方式により40mg/A4付着させたOKトップコート紙に、各評価に必要な画像をインク印字し、その直後に後処理液の付与量を変化させて画像を作成した。上記方法で作成した画像について下記評価を行った。
<光沢度>
Gardner社製4501−マイクログロス60°を用いて、画像部、および非画像部の光沢度を測定した。なお、この光沢度の測定において、実施例1〜実施例6においては、前提条件として印刷動作前に算出される画像部と非画像部との光沢度差は一定として、ここで計測される光沢度差は、割合を変えた後処理液付与後に計測されたものとする。判断基準:画像部と非画像部との光沢度差
◎:10%未満
○:10%以上15%未満
△:15%以上20%未満
×:20%以上
<耐ブロッキング性>
日本紙パルプ技術協会が発行するTAPPI T477試験方法を参考として、10×10cm四方のガラス板上に印刷後の記録媒体の6cm四方のベタ部を印字直後、印刷していない記録媒体を重ねて、その上に更に10×10cm四方のガラス板を乗せた上に、荷重1kg/m2をかけて、40℃、90%RHの環境条件下に、24時間放置した。その後2時間室温放置し、剥がした際の記録媒体同志の貼り付き具合を目視で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
◎:ブロッキングなし 隣接面に何等の粘着や接着も起きず、互いに自由に滑らすことができる。試料の面は少しも傷ついていない。
○:僅かにブロッキング 僅かに粘着している。隣接面は自由に滑らすことはできないが、こすると滑らすことができる。試料の面はほんの一寸傷つけられていることもあり、判らぬこともある。
△:かなりブロッキング 隣接面は粘着または接着。各層は容易に引き離せない。面は傷つけられているかあるいは部分的に破壊されている。
×:完全にブロッキング ブロッキングの程度は隣接面間で完全に密着融合していて、これを引き離そうとすれば、試料が破壊する程度のもの。原紙の繊維がむしりとられる。
<スミア定着性>
画像チャートとして6cm四方の100dutyで印字したベタ画像について、印字後3時間以上経過した後、クロックメータ(東洋精機社製)に装着した白綿布(東洋精機社製)で印字したベタ画像部を10往復させ、白綿布に付着したインクの汚れを目視で観察し、下記基準により評価した。
判断基準:
◎汚れが全くない
○汚れがあるが、実用上問題なし
△汚れがやや顕著に認められる
×汚れが顕著に認められる
評価結果を以下表1に示す。表中の処理液付与量の値は、インクの付与量を100%とした時に、後処理液の付与量の割合を示す。また、後処理液の乾燥強度は、本評価に用いた加熱強度の相対的な値を示している。
この結果より、非画像部に付与する後処理液50Lの割合を変更する。例えば、光沢度の高いインク等、即ち、少なくとも前記画像が形成されていない非画像部への後処理液50Lの付与量が、画像が形成される画像部への付与量よりも大きくなるように制御される。この制御により、画像部と非画像部との光沢度差を小さくすることでき、乾燥強度を制御することで耐ブロッキング性、スミア定着性も良好な画像が得られることがわかる。
上述のように、記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より高い場合、後処理制御手段は、後処理液付与手段50が記録媒体Md上の少なくとも画像が形成される画像部の上であって、画像部の表面面積よりも小さい面積に後処理液を付与するように制御する。この制御により、後処理液の付着面積を画像形成がなされた面積よりも小さくすることで後処理液の消費量を低減、および適正な乾燥条件を得られることができ、コストを下げることが可能である。
または、記録媒体Mdの光沢度が記録媒体の画像部の光沢度より低い場合、後処理制御手段は、後処理液付与手段50が非画像部への後処理液の付与量が画像部への後処理液への付与量よりも多くなるように、少なくとも非画像部への前記後処理液の付与量を調整する。したがって、画像部と非画像部(記録媒体)との光沢度差を低減することができ、目標画像品質の未達や処理液の付着過多によるコスト・乾燥時間の増加を防ぐことが可能である。
また、後処理液の付与量に応じて、前記後処理乾燥手段での前記後処理液の乾燥強度が制御されている。従って、画像部と非画像部(記録媒体)との光沢度差を低減することができ、目標画像品質の未達や処理液の付着過多によるコスト・乾燥時間の増加を防ぐことが可能である。乾燥強度を適切に確保されるため、処理液の付着不足による目標画像品質・耐擦性等の未達となることが無い。あるいは、適切に乾燥強度を下げるたるため、コストを下げることが可能である。さらには、乾燥強度を制御することで耐ブロッキング性、スミア定着性も良好な画像が得られる。
なお、上記の表1に基づくように、画像データに基づいてインク付与量が算出され、該算出したインク付与量に基づいて記録媒体上の画像が形成される画像部と画像が形成されない非画像部との光沢度差を算出し、該算出した光沢度差に基づいて、後処理液付与後の画像部と非画像部との光沢度差が小さくなるように、前記画像部への後処理液付与量に対する前記非画像部への後処理液付与量の割合を決定し、前記後処理制御手段は、前記決定した後処理付与量の割合になるように、少なくとも前記非画像部への前記後処理液の付与量を調整してもよい。この制御により、画像部と非画像部との光沢度差をより小さくすることできる。
上述の実施形態、実施例1、実施例2では、画像形成装置は、搬入手段10と、前処理液塗布手段20と、前処理液乾燥手段30、画像形成手段40、後処理液付与手段50、後処理液乾燥手段32、搬出手段60とを備えていた。しかし、それぞれの手段を別の装置として、それらの装置を組み合わせてシステム化してもよい。
例えば、画像形成システムは、それぞれ独立した前処理液塗布装置と、前処理液乾燥装置、画像形成装置部、後処理液付与装置、後処理液乾燥装置、搬出装置とを動作可能に接続して備えてもよい。この場合、画像形成システムは、搬出装置(巻き取り装置)の、記録媒体搬送方向後段に後加工装置を備えてもよい。また、画像形成システムは上位装置も内部に含んだ制御装置を有してもよい。
以上により、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。